ปากของฉลามวาฬมีขนาดใหญ่ เส้นผ่านศูนย์กลาง 1.2 ม. แม้จะมีปากและลำตัวที่ใหญ่ แต่ฉลามวาฬก็ไม่กินหรือโจมตีมนุษย์หรือสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่อื่นๆ สิ่งมีชีวิตเชื่องเหล่านี้เป็นอาหารกรองและอาหารของพวกมันส่วนใหญ่ประกอบด้วยแพลงก์ตอน ไข่ปลา โคพีพอด และไข่ปะการัง แม้ว่าพวกมันจะไม่ปฏิเสธปลาตัวเล็กและปลาหมึกก็ตาม เมื่อฉลามเหล่านี้หิว มันจะเปิดกว้างและกรองทุกสิ่งที่ลอยอยู่ในน้ำอย่างอดทน มันเป็นกลไกเดียวกับที่วาฬบาลีนใช้ ฉลามวาฬยังคงมีฟันหลายแถว แต่เป็นฟันร่องรอยที่ไม่ทำหน้าที่ให้อาหาร แต่การให้อาหารจะเกิดขึ้นโดยการกรองด้วยแกะตัวผู้ (ฉลามวาฬอ้าปากแล้วว่ายไปข้างหน้า) หรือโดยการดูดอาหารแบบแอคทีฟ (โดยที่สัตว์จะเปิดและปิดปาก และดูดน้ำซึ่งถูกไล่ออกทางเหงือก) แทนที่จะใช้ฟัน ฉลามวาฬใช้แผ่นปิดพิเศษที่เรียกว่า velums ฉลามวาฬ ซึ่งจะหยุดน้ำไม่ให้ไหลย้อนกลับเมื่อฉลามปิดปาก เพื่อป้องกันการสูญเสียอาหาร  อาหารแพลงก์โทนิค สิ่งมีชีวิตขนาดน่าเกรงขามเหล่านี้ปรับตัวเข้ากับอาหารประเภทนี้ได้ดี และมีการดัดแปลงทางกายภาพหลายอย่างที่ทำให้พวกมันเชี่ยวชาญในการกรอง เหงือกของพวกมันสามารถแปรรูปน้ำได้มากกว่า 6,000 ลิตรต่อชั่วโมง นอกจากนี้ ฉลามวาฬยังมีแผ่นกรอง 20 แผ่นที่ช่วยให้สัตว์สามารถกรองแพลงก์ตอนได้เฉลี่ย 20.7 กิโลกรัม (45 ปอนด์) ในหนึ่งวัน พวกมันอาจกินสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กแต่พวกมันก็ชดเชยด้วยจำนวนที่พอเหมาะ  ระยะโดยประมาณของฉลามวาฬ สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เป็นสัตว์อพยพ ฉลามวาฬเป็นสัตว์ทะเลประเภททะเลที่เคลื่อนไหวช้า ซึ่งหมายความว่าพวกมันใช้เวลาส่วนใหญ่อยู่ในมหาสมุทรเปิด และไม่กลัวทะเลน้ำลึก การศึกษาพบว่าพวกมันสามารถดำน้ำได้ลึกถึง 6,235 ฟุต (1,928 เมตร) แม้ว่าพวกมันจะชอบน้ำอุ่นที่มีแพลงก์ตอนจำนวนมากก็ตาม น่าแปลกที่ฉลามที่ใหญ่ที่สุดตัวนี้มีเหยื่อที่เล็กที่สุด โดยมันกินแพลงก์ตอนที่มันกินแพลงก์ตอนที่มันกินแพลงก์ตอนที่มันอ้าปากค้าง ในความเป็นจริง ฉลามวาฬชอบแพลงก์ตอนมากจนเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีของการมีอยู่ของแพลงก์ตอน และในทางกลับกัน สิ่งนี้ก็บอกอะไรได้มากมายเกี่ยวกับสุขภาพของมหาสมุทร